Типы картографических источников для оцифровки:
1. Топографические карты — идеальны для автоматической векторизации (изолинии, линии границ простой геометрии)
2. Геологические карты — сложнее (содержат заливку и штриховку); требуют ручной или полуавтоматической векторизации
3. Планы подземных выработок — применима автоматизированная векторизация, но сложнее чем топографические карты
4. Современные геологические карты со светлой заливкой — хорошо поддаются полигонизации
Примеры программных средств для оцифровки:
● ArcGIS (ESRI) — наиболее распространённая ГИС для векторизации ● QGIS — открытая бесплатная ГИС
● AutoCAD — для инженерной векторизации ● Micromine — для горногеологических карт
● Специализированные векторизаторы (автоматизированные инструменты)
Преимущества управляемой оцифровки (оцифровка на мониторе):
● Исправления дефектов исходной карты
● Автоматизация создания начальной версии карты
● Легче находить и исправлять ошибки
● Растр служит цифровым архивом[ZOLTEH]
13. Моделирование пространства с помощью TIN-моделей
Определение
TIN-модель (Triangulated Irregular Network) — триангуляционная нерегулярная сеть, представляющая поверхность рельефа через набор непересекающихся треугольников неправильной формы.[Studfile; ESRI]
Структура и принцип TIN-модели:
Основные элементы:
● Вершины (узлы) — точки с известными координатами X, Y и высотой
Z
● Ребра — отрезки, соединяющие вершины
● Грани (треугольники) — замкнутые области, образованные тремя ребрами
Принцип построения:
Треугольники строятся между точками таким образом, чтобы:
1. Каждый треугольник имел три вершины с известными высотами 2. Высоты внутри треугольника интерполировались линейно (плоскость)
3. Треугольники не пересекались 4. Граница образовала выпуклую оболочку
Условие Делоне:
При построении используется триангуляция Делоне — оптимальный алгоритм, при котором внутрь окружности, описанной вокруг любого треугольника, не попадает ни одна из исходных точек.[Wikipedia; Studfile]
Это обеспечивает максимальный минимальный угол в треугольнике, избегая «тонких» треугольников.
Структурные линии рельефа:
Важный элемент TIN — это структурные линии — фиксированные ребра, которые представляют характерные формы рельефа:
● Водоразделы — линии разделения водосбора (вершины рельефа, гребни)
● Тальвеги — линии наибольшего уклона (впадины, овраги, русла рек) ● Хребты, обрывы, уступы ● Береговые линии, озёра, границы сооружений
Структурные линии внедряются в триангуляцию как неперестраиваемые
ребра, что позволяет сохранять и корректно отображать характерные
черты рельефа.[Studfile]
Преимущества TIN-модели:
1. Адаптивность — триангулы можно сгущать в областях с большим перепадом высот и разреживать в равнинных местностях
2. Экономичность памяти — требует меньше памяти чем растровые модели (GRID) при той же точности
3. Сохранение структурных линий — точно отображает водоразделы,
тальвеги и другие характерные формы 4. Точность — обеспечивает плотное «прилегание» к моделируемой
поверхности
5. Гибкость — можно использовать для различных масштабов и целей
Недостатки TIN-модели:
● Сложность алгоритмического построения (требует оптимизации триангуляции Делоне)
● Не может отображать нависающие объекты (отрицательные уклоны)
— одна высота на каждую позицию X, Y
● Более сложна в анализе чем растровые модели ● Требует специализированного ПО для работы
Сравнение с другими моделями рельефа:
GRID-модель (растровая регулярная сетка)
● Равномерная сетка квадратных ячеек ● Меньше гибкости в распределении точек
● Больше требует памяти ● Проще для математических операций
DEM (цифровая модель рельефа)
● Общий термин для любого цифрового представления высот
● Может быть как TIN, так и GRID, так и облако точек
Применение TIN-моделей:
● Создание цифровых топографических карт и планов различных масштабов
● Анализ крутизны и экспозиции склонов ● Гидродинамическое моделирование затопления ● Трёхмерная визуализация рельефа
● Инженерные расчёты для строительства дорог
● Прогнозирование ландшафтных процессов